CN111434519A - 用于多组电驱动机动车辆的电池组平衡系统和控制逻辑 - Google Patents

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CN111434519A CN202010027608.9A CN202010027608A CN111434519A CN 111434519 A CN111434519 A CN 111434519A CN 202010027608 A CN202010027608 A CN 202010027608A CN 111434519 A CN111434519 A CN 111434519A
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Abstract

本发明涉及用于多组电驱动机动车辆的电池组平衡系统和控制逻辑。呈现了牵引电池组平衡系统、用于制造/操作这样的系统的方法以及具有电池组平衡能力的多组电驱动机动车辆。一种用于控制机动车辆的操作的方法包括:车辆控制器:接收钥匙关断命令信号以使机动车辆断电;确定第一和第二牵引电池组的对应电特性之间的差是否大于校准特性差阈值;确定第一和第二牵引电池组的对应电池组容量之间的差是否大于校准容量差阈值;以及响应于特性差不大于校准特性差阈值且容量差大于校准容量差阈值,发送钥匙接通命令信号以给机动车辆通电并且发送组平衡命令信号以将容量差减小到校准容量差阈值以下。

Description

用于多组电驱动机动车辆的电池组平衡系统和控制逻辑
技术领域
本公开大体上涉及混合和电动(“电驱动”)机动车辆。更具体地,本公开的方面涉及用于多组(multi-pack,或为多电池组)电驱动车辆的电池组平衡协议。
背景技术
目前生产的机动车辆(诸如现代汽车)最初配备有操作成推进车辆并给车辆的车载电子器件供电的动力传动系。在汽车应用中,例如,车辆动力传动系通常由原动机来代表,该原动机通过手动或自动换档的多速变速器向车辆的主减速器(final drive)系统(例如差速器、轮轴、车轮等)传输驱动动力。历史上,由于往复活塞类型内燃发动机(ICE)组件的容易获得和相对便宜的成本、重量轻以及整体效率的原因,汽车由其供电。作为一些非限制性示例,这样的发动机包括二和四冲程压缩点火(CI)柴油机发动机、四冲程火花点火(SI)汽油发动机、六冲程架构和旋转发动机。另一方面,混合和全电动车辆利用替代性动力源来推进车辆且因此最小化或消除牵引动力对基于化石燃料的发动机的依赖。
全电动车辆(FEV)(俗称为“电动车”)是一种电驱动车辆配置,其从动力传动系完全移除内燃发动机和伴随的外围部件,从而仅仅依赖于电动牵引马达来推进和支撑附件负载。基于ICE的车辆的发动机、燃料系统和排气系统在FEV中被电动马达、牵引电池组以及电池冷却和充电电子器件代替。相比之下,混合车辆动力传动系采用多种牵引动力源来推进车辆,最常见的是结合电池供电或燃料单元供电的电动马达来操作内燃发动机组件。例如,混合电动车辆(HEV)大体上配备有单独或配合地操作以生成牵引动力的ICE组件和电机(E-机器),该电机通常是马达/发电机单元(MGU)的形式。因为混合车辆能够从除发动机之外的源获取其动力,所以在车辆正由电动马达推进的同时HEV中的发动机可以全部地或部分地被关停。
虽然有无数的选项可用,不过在现代车辆中存在三种主要类型的混合动力传动系架构:并联混合、串联混合和串并联(“动力分配(power-split)”)混合配置。例如,串联混合架构从电动马达获取全部牵引动力且因此消除了在发动机和主减速器构件之间的任何驱动机械连接。在这种情况下,发动机仅用作再生能源,从而驱动给车辆的车载牵引电池组充电的发电机。在并联混合架构中,发动机和马达/发电机单元均具有至功率变速器且因此至车辆的车轮的驱动机械连接。顾名思义,串并联混合架构结合了来自并联混合和串联混合动力传动系二者的特征。在仅气体、仅电动和马达辅助操作模式的情况下,取决于期望车辆速度、总车辆动力需求和电池的荷电状态(SOC),马达和发动机独立地或者联合地工作(并联或串联)。
大多数商业上可获得的混合和电动车辆采用可再充电牵引电池组(电动车辆电池(EVB))来存储和供应操作动力传动系的马达/发电机单元所必需的动力。与12伏特起动、照明和点火(SLI)电池相比明显更大、功率更大且容量更大的牵引电池组通常由电池单元的大型堆构成,这些电池单元分组成多个电池模块,该多个电池模块经由电池外壳或支撑托盘将安装到车辆底盘。一些车辆电池系统采用多个可独立操作的高电压电池组来通过增加的安培小时而提供较高的电压输送和较大的系统容量。不过,利用许多电池组固有地导致不同电池区段之间的容量、荷电状态、放电速率、阻抗和/或电压的差。由于电池组之间的SOC的该不同,被电并联布线的多个电池组可以引起系统控制问题。例如,当具有最低容量的电池区段被填满/耗尽时,电池充电/放电可以自动终止,而不管另一电池区段是否有足够的容量来持续充电/放电。该行为可以导致不期望的电池系统退化和无效率。
发明内容
在本文中公开了用于多组电驱动车辆的具有伴随控制逻辑的电池组平衡系统、用于制造的方法和用于操作这样的系统的方法以及具有电池组平衡能力的多组电驱动机动车辆。作为示例,提出了用于混合和电动车辆应用中的双/多牵引电池组的组平衡控制的方法。代表性控制算法在断电期间周期性地“唤醒”车辆,并且在预测驱动事件之前重新平衡牵引电池组。组平衡可以包括选择性地向具有最高容量的组施加高电压负载、选择性地给具有最低容量的组充电和/或直接并联连接组以重新分配组电荷。被嵌入在组平衡控制方案内的闭环学习功能获取平衡时间、频率和持续时间。为电池平衡汲取的能量可以被用于预调节车辆(例如,加温机发动机、马达和/或乘客舱室)并管理电池系统操作(例如,运行诊断和/或调节电池单元温度)。可以通过向一个或更多个单独的组施加负载或传输能量直到具有最低容量的区段的荷电状态等于或者基本上等于电池系统的荷电状态来实现电池系统的平衡电池区段。为了平衡电池组的单独的区段,包括在该区段中的一个或更多个电池单元可以被平衡。
公开的构思中的至少一些的伴随益处包括在组电压、SOC、放电速率、容量等存在差时使得能够安全连接和操作两个或更多个并联牵引电池组的电驱动电池系统架构和组平衡协议。对于重型电动车辆(例如,总车辆重量(GVW)是至少7,000磅),可以需要多个电池组在符合制造公差和组装约束的同时实现校准电范围。公开的电池组平衡协议有助于确保这些各种组在钥匙起动事件之前被平衡(最大化可用电池系统容量)。附加益处可以包括消除专用于平衡电池系统的组平衡电硬件。公开的组平衡协议也可以有助于提高电池系统效率并且延长电池组操作预期寿命。
本公开的方面针对用于多组电驱动车辆的电池组平衡控制逻辑、软件算法和计算机可读介质。在示例中,呈现了用于控制机动车辆的操作的方法。机动车辆包括多个车轮和可操作成驱动轮以由此推进车辆的电机(例如,一个或更多个马达/发电机单元)。两个或更多个车载牵引电池组单独地和/或共同地给电机供电。可以具有变速器功率逆变器模块(TPIM)、电池组控制模块(BPCM)和/或混合控制模块(HCP)的性质的车辆控制器控制电机和电池组。对于混合类型电驱动架构,车辆也配备有内燃发动机。
前述代表性方法以任何次序并且以与上述和以下任何选择和特征的任何组合包括:经由车辆控制器接收钥匙关断命令信号以将机动车辆置于钥匙关断状态中;经由车辆控制器确定第一和第二牵引电池组的对应电特性之间的特性差是否大于校准特性差阈值;经由车辆控制器确定牵引电池组的电池组容量之间的容量差是否大于校准容量差阈值;以及响应于特性差不大于校准特性差阈值并且容量差大于校准容量差阈值,车辆控制器通电并且发送将容量差减小到校准容量差阈值以下的组平衡命令信号。
本公开的其它方面针对具有电池组平衡能力的多组电驱动机动车辆。如在本文中所使用,术语“机动车辆”可以包括任何相关的车辆平台,诸如乘用车辆(HEV、PHEV、FEV、BEV、REEV等)、商用车辆、工业车辆、履带车辆、越野和全地形车辆(ATV)、摩托车、农用设备、船、飞机等。在示例中,电驱动机动车辆包括具有前车轮和后车轮的车身并且可选地具有内燃发动机组件。一对电动牵引马达被安装到车身上并且单独地或配合地(例如,在全电动车辆(FEV)应用中)或者与内燃发动机结合地(例如,在混合电动车辆(HEV)应用中)操作以驱动车轮中的一个或更多个以由此推进车辆。一对牵引电池组被安装到车身上并且可操作成给牵引马达供电(例如,第一组给第一马达独立供电并且第二组给第二马达独立供电)。
在上述示例中的电驱动机动车辆还包括驻留车辆控制器或者控制器或模块的网络,其通信地连接到牵引马达和电池组。车辆控制器被编程为例如经由电子点火开关从驱动器接收钥匙关断命令信号,并且响应地将机动车辆置于钥匙关断状态中,例如,从而使车辆电子器件、马达和电池组断电。在处于钥匙关断状态中时,控制器周期性地唤醒以确定:(1)牵引电池组的对应电特性之间的特性差是否大于校准特性差阈值;以及(2)牵引电池组的电池组容量之间的容量差是否大于校准容量差阈值。响应于特性差小于校准特性差阈值并且容量差大于校准容量差阈值,车辆控制器自动地:(1)唤醒并通电;以及(2)发送将容量差减小到校准容量差阈值以下的组平衡命令信号。
对于所讨论的车辆、方法和系统中任何一者,组平衡命令信号可以导致:(1)附件负载被施加到牵引电池组;(2)再充电电流被施加到牵引电池组;且/或(3)牵引电池组被并联电连接。响应于在第一和第二牵引电池组的组电压之间的电压差小于校准电压阈值的判定,组平衡命令信号可以导致第一和第二牵引电池组被并联电连接。响应于第一电池组容量大于第二电池组容量的判定,组平衡命令信号可以导致附件负载被施加到第一牵引电池组。响应于机动车辆被操作地连接到电动车辆充电站(EVCS)且第一电池组的电池容量大于第二电池组的电池容量的判定,组平衡命令信号可以导致再充电电流被施加到第二牵引电池组。
对于所公开的车辆、方法和系统中的任何一者,车辆控制器可以采用多相高速内部时钟来确定是否自从机动车辆被置于钥匙关断状态中之后校准睡眠周期是否已经流逝。如果是,则车辆控制器暂时唤醒以确定特性差是否大于校准特性差阈值以及容量差是否大于校准容量差阈值。响应于特性差小于校准特性差阈值并且容量差小于校准容量差阈值,可以增加校准睡眠周期。相反地,响应于在牵引电池组的电特性之间的特性差大于特性差阈值,可以减小校准睡眠周期。如果减小的校准睡眠周期小于组校准睡眠最小值(即,车辆控制器正过于频繁地从睡眠模式被唤醒),则控制器可以响应地向车辆驾驶员发送维护请求信号。
对于所公开的车辆、方法和系统中的任何一者,车辆控制器可以确定将电池组容量差减小到校准容量差阈值以下所需的组平衡时间。一旦查明,则控制器可以确定多个预测驱动事件中的任何一个是否预期在组平衡时间到期之前发生。如果是,则校准睡眠周期可以被充分减小以确保组平衡能够在预测驱动事件之前完成。在这点上,一旦确定组平衡时间超过组校准平衡最大值,则维护请求信号可以被自动地发送给车辆驾驶员。第一和第二牵引电池组的电特性可以包括组电压和/或荷电状态。在这种情况下,校准特性差阈值是校准电压差阈值和/或校准SOC差阈值。一旦例如从机动车辆的电子点火钥匙装置接收到钥匙关断命令信号,则车辆控制器可以响应地发送熄火命令信号以使电机断电并且发送断开命令信号以电断开牵引电池组。
本发明还提供了以下方案:
方案1. 一种用于控制机动车辆的操作的方法,所述机动车辆包括多个轮、可操作成驱动所述轮中的至少一个以由此推进所述机动车辆的电机、可操作成给所述电机供电的第一牵引电池组和第二牵引电池组以及控制所述电机和电池组的车辆控制器,所述方法包括:
经由所述车辆控制器接收钥匙关断命令信号以将所述机动车辆置于钥匙关断状态中;
经由所述车辆控制器确定所述第一牵引电池组的第一电特性和所述第二牵引电池组的第二电特性之间的特性差是否大于校准特性差阈值;
经由所述车辆控制器确定所述第一牵引电池组的第一电池组容量和所述第二牵引电池组的第二电池组容量之间的容量差是否大于校准容量差阈值;以及
响应于所述特性差不大于所述校准特性差阈值并且所述容量差大于所述校准容量差阈值,给所述车辆控制器通电并且经由所述车辆控制器发送导致所述容量差减小到所述校准容量差阈值以下的组平衡命令信号。
方案2. 根据方案1所述的方法,其中,所述组平衡命令信号:导致附件负载被施加到所述第一牵引电池组或所述第二牵引电池组;导致再充电电流被施加到所述第一牵引电池组或所述第二牵引电池组;以及/或者导致所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组并联电连接。
方案3. 根据方案2所述的方法,还包括:确定所述第一牵引电池组的第一组电压和所述第二牵引电池组的第二组电压之间的电压差是否小于校准电压阈值,其中,响应于所述电压差小于所述校准电压阈值,所述组平衡命令信号导致所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组并联电连接。
方案4. 根据方案2所述的方法,还包括:确定所述第一电池组容量是否大于所述第二电池组容量,其中,响应于所述第一电池组容量大于所述第二电池组容量,所述组平衡命令信号导致所述附件负载被施加到所述第一牵引电池组。
方案5. 根据方案2所述的方法,还包括:
确定所述第一电池组容量是否大于所述第二电池组容量;以及
确定所述机动车辆是否被操作地连接到电动车辆充电站(EVCS),
其中,响应于所述第一电池组容量大于所述第二电池组容量并且所述机动车辆被操作地连接到所述EVCS,所述组平衡命令信号导致所述再充电电流被施加到所述第二牵引电池组。
方案6. 根据方案1所述的方法,还包括:
经由所述车辆控制器的高速内部时钟来确定自从所述机动车辆被置于所述钥匙关断状态中之后校准睡眠周期是否已经流逝;以及
响应于所述校准睡眠周期已经流逝,暂时唤醒所述车辆控制器以确定所述特性差是否大于所述校准特性差阈值以及所述容量差是否大于所述校准容量差阈值。
方案7. 根据方案6所述的方法,还包括:响应于所述特性差不大于所述校准特性差阈值并且所述容量差不大于所述校准容量差阈值,增加所述校准睡眠周期。
方案8. 根据方案6所述的方法,还包括:响应于所述第一电特性和所述第二电特性之间的所述特性差大于所述校准特性差阈值,减小所述校准睡眠周期。
方案9. 根据方案8所述的方法,还包括:
确定减小的校准睡眠周期是否小于组校准睡眠最小值;以及
响应于所述减小的睡眠周期小于组校准睡眠最小值,将维护请求信号发送给所述机动车辆的驾驶员。
方案10. 根据方案1所述的方法,还包括:
确定组平衡时间以将所述第一电池组容量和所述第二电池组容量之间的所述容量差减小到所述校准容量差阈值以下;
确定多个预测驱动事件中的任何一个是否预期在所述组平衡时间到期之前发生;以及
响应于所述预测驱动事件中的一个预期在所述组平衡时间到期之前发生的判定,充分减小校准睡眠周期以确保能够在所述预测驱动事件之前完成组平衡。
方案11. 根据方案10所述的方法,还包括:
确定所述组平衡时间是否大于组校准平衡最大值;以及
响应于所述组平衡时间大于所述组校准平衡最大值,将维护请求信号发送给所述机动车辆的驾驶员。
方案12. 根据方案1所述的方法,其中,所述第一电特性是所述第一牵引电池组的第一电压和/或荷电状态(SOC),并且所述第二电特性是所述第二牵引电池组的第二电压和/或荷电状态。
方案13. 根据方案12所述的方法,其中,所述校准特性差阈值是校准电压差阈值和/或校准SOC差阈值。
方案14. 根据方案1所述的方法,其中,所述车辆控制器从所述机动车辆的电子点火钥匙装置接收所述钥匙关断命令信号,并且响应地发送熄火命令信号以使所述电机断电且发送断开命令信号以电断开所述牵引电池组。
方案15. 一种电驱动机动车辆包括:
车身,所述车身具有被附接到所述车身的前车轮和后车轮;
第一牵引马达和第二牵引马达,所述第一牵引马达和所述第二牵引马达被附接到所述车身且可操作成分别驱动所述前车轮和所述后车轮,以由此推进所述机动车辆;
第一牵引电池组和第二牵引电池组,所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组被附接到所述车身且可操作成分别给所述第一牵引马达和所述第二牵引马达供电;以及
车辆控制器,所述车辆控制器被通信地连接到所述牵引马达和所述牵引电池组,所述车辆控制器被编程为:
接收钥匙关断命令信号以将所述机动车辆置于钥匙关断状态中;
确定所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组的相应第一电特性和第二电特性之间的特性差是否大于校准特性差阈值;
确定所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组的相应第一电池组容量和第二电池组容量之间的容量差是否大于校准容量差阈值;以及
响应于所述特性差不大于所述校准特性差阈值且所述容量差大于所述校准容量差阈值,通电并且发送导致所述容量差减小到所述校准容量差阈值以下的组平衡命令信号。
方案16. 根据方案15所述的电驱动机动车辆,其中,所述组平衡命令信号:导致附件负载被施加到所述第一牵引电池组或所述第二牵引电池组;导致再充电电流被施加到所述第一牵引电池组或所述第二牵引电池组;以及/或者导致所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组被并联电连接。
方案17. 根据方案15所述的电驱动机动车辆,其中,所述车辆控制器还被编程为:
经由高速内部时钟来确定自从所述机动车辆被置于所述钥匙关断状态中之后校准睡眠周期是否已经流逝;以及
响应于所述校准睡眠周期已经流逝,暂时唤醒以确定所述特性差是否大于所述校准特性差阈值以及所述容量差是否大于所述校准容量差阈值。
方案18. 根据方案17所述的电驱动机动车辆,其中,所述车辆控制器还被编程为:
响应于所述特性差不大于所述校准特性差阈值且所述容量差不大于所述校准容量差阈值,增加所述校准睡眠周期;以及
响应于所述第一电特性和所述第二电特性之间的所述特性差大于所述校准特性差阈值,减小所述校准睡眠周期。
方案19. 根据方案15所述的电驱动机动车辆,其中,所述车辆控制器还被编程为:
确定组平衡时间以将所述第一电池组容量和所述第二电池组容量之间的所述容量差减小到所述校准容量差阈值以下;
确定多个预测驱动事件中的任何一个是否预期在所述组平衡时间到期之前发生;以及
响应于所述预测驱动事件中的一个预期在所述组平衡时间到期之前发生的判定,充分减小校准睡眠周期以确保能够在所述预测驱动事件之前完成组平衡。
方案20. 根据方案15所述的电驱动机动车辆,其中,所述第一电特性是所述第一牵引电池组的第一电压和/或荷电状态(SOC),所述第二电特性是所述第二牵引电池组的第二电压和/或荷电状态,并且所述校准特性差阈值是校准电压差阈值和/或校准SOC差阈值。
上述发明内容不旨在代表本公开的每一个实施例或每一个方面。而是,前述发明内容仅提供了在本文中阐述的新颖构思和特征中的一些的范例。由结合附图和所附权利要求取得的用于实施本公开的图示示例和代表性模式的以下详细描述,将容易明白本公开的上述特征和优点及其它特征和伴随优点。而且,本公开明确地包括上文和下文所呈现的要素和特征的任何和所有组合和子组合。
附图说明
图1是图示了根据本公开的方面的具有组平衡能力的多组电驱动机动车辆的代表性动力分配式混合动力传动系架构的示意图。
图2是图示了根据本公开的方面的具有多个牵引电池组的代表性电驱动车辆电池系统的示意图。
图3是图示了根据所公开的构思的方面的用于平衡电驱动车辆的多个牵引电池组的代表性电池组平衡算法的流程图,该算法可以对应于存储在存储器上的指令,该指令由车载或远程控制的逻辑电路、可编程电子控制单元或者其它基于计算机的装置或者装置的网络执行。
本公开适于各种修改和替代性形式,并且一些代表性实施例在附图中通过示例的方式被示出且将在本文中被详细描述。然而,应该理解的是,本公开的新颖方面不限于以上列举的附图中所图示的特定形式。相反,本公开将涵盖落入到如由所附权利要求包含的本公开的范围内的所有修改、等同物、组合、子组合、排列、分组和替代方案。
具体实施方式
本公开允许许多不同形式的实施。本公开的代表性实施例被示出于附图中并且将本文中被详细描述,同时应该理解这些实施例作为公开原理的示例被提供,而不是本公开的广泛方面的限制。为此,例如在摘要、背景技术、发明内容和具体实施方式部分中被描述但在权利要求中没有明确阐述的要素和限制不应该以暗示、推断或其它方式被单独地或共同地包含到权利要求中。
出于本详细描述的目的,除非特别否认,否则:单数包括复数并且反之亦然;词语“和”和“或”将可以既是连接的又是分离的;词语“任何”和“所有”两者均将意味着“任何和所有”;并且词语“包括”、“含有”、“包含”、“具有”等将均意味着“包括但不限于”。而且,近似的词语,例如“大约”、“几乎”、“基本上”、“近似”等,在本文中可以在例如“在、接近、或者几乎在”或者“在其0-5%内”或者“在可接受的制造公差内”或者其任何逻辑组合的意义上使用。最后,方向性形容词和副词,诸如前方、后方、内部、外部、右侧、左侧、竖直、水平、向上、向下、前、后、左、右等,可以相对于机动车辆,诸如当车辆操作地定向在正常驾驶表面上时机动车辆的向前驾驶方向。
在本文中提出了用于混合和电动(统称为“电驱动”)机动车辆中的双/多牵引电池组的组平衡的电池组平衡系统和伴随的控制逻辑。在整个车辆的断电期间,例如,在钥匙关断事件之后,车辆控制器周期性地唤醒,并且在执行预测的驱动事件之前,一旦确定需要重新平衡则重新平衡车载牵引电池组。被嵌入在组平衡控制方案内的闭环学习功能确定组平衡时间、频率和/或持续时间。为了电池组平衡所汲取的能量可以被用于预调节车辆或者调节车辆部件的操作。公开的组平衡协议有助于在组电压存在不同时实现多个牵引电池组的安全电连接(例如,在没有焊接接触器的情况下并联连接两个组)。
当组与组容量差超过电池系统校准阈值时可以认为需要组平衡,这能够由系统硬件故障或者电池组老化、维修、更换等导致。电池组重新平衡可以以任何适当方式实现,包括:(1)用较高/最高电压组为高电压(HV)附件供电;(2)如果插入式/无线车辆充电可用则给较低/最低电压组充电;或者(3)如果组与组电压差基本上为小的则直接连接并联的不平衡组。电池组平衡使得能够在避免不希望的电流浪涌和过早的电池充电/放电终止的同时实现并联的两个组的电连接。使用上述学习功能,车辆电池系统可以根据当前电池系统状态和组平衡历史数据来调整车辆控制器的唤醒频率。如果组平衡变得太频繁或者变得太耗时间,则可以提示驾驶员维护车辆电池系统。
组平衡频率可以取决于每个牵引电池组的相应实时条件,其可以使用组电压测量和/或荷电状态(SOC)估计来学习。可选地,可以强制要求在驱动事件(例如,车辆控制器跟踪驾驶员哪天和何时上班/下班)的预测发生之前完成组平衡事件。下一驱动事件的预测可以通过驾驶员水平行为数据、车辆水平行为数据和/或众包车辆数据来学习。车辆控制器的周期性唤醒可以基于平衡所需的估计时间和需要平衡的估计可能性来确定,这二者均可以由车辆历史数据学习。组平衡可以通过向具有最高电压/SOC的电池组施加高电压附件负载直到该组达到具有最低电压/SOC的电池组的电压/SOC水平来实现。基于附件负载的平衡可以被独立地执行或者在低电压/SOC组的充电期间被执行。这可以包括在预测的驱动事件之前预调节车辆(例如,加温或者冷却马达、发动机、电池和/或乘客舱室)或者管理电池系统操作(例如,运行系统诊断和/或调节电池单元温度)。
现在参考附图,其中贯穿多个附图,类似附图标记指代类似特征,图1中示出了代表性汽车的示意图,该汽车大体上以10指明并且在本文中为了讨论的目的被描绘为混合电动乘用车辆。根据更具体的非限制性示例,动力传动系11是双模式动力分配式混合电动动力传动系,其具有被安装到多速电无级变速器(EVT)18的可变排量6.0升(L)V8发动机12和两个60千瓦(kW)多相无刷永磁体(PM)马达14和16。所图示的汽车10(在本文中也被称为“机动车辆”或者被简称为“车辆”)仅是示例性应用,能够通过该示例性应用实践本公开的新颖方面和特征。同样,将本概念实施为双模式动力分配式混合电动动力传动系也应该被理解为在本文中公开的新颖构思的示例性应用。这样,将理解的是,本公开的方面和特征能够被应用到其它电驱动动力传动系配置并用于任何逻辑相关类型的机动车辆。最后,仅选择的部件被示出且将在本文中被进一步详细描述。但是,下文讨论的车辆和电池系统能够包括许多附加和替代性特征以及其它商业上可获得的外围部件,例如,以用于执行本公开的各种方法和功能。
图1的混合动力传动系11可以被设计成启动并推进车辆10,以以在低和高道路速度之间的所有速度范围中操作车辆,并且为任何或所有车载车辆电子器件供电。如附图中所示的“电无级变速器”包括变速器行星齿轮系,其操作地连接到发动机12、第一马达/发电机单元(MGU)14和第二MGU 16中的每一个。将发动机12和两个马达/发电机单元14、16(也被可互换地称为“牵引马达”)的相应扭矩输送到行星齿轮系的不同构件允许动力源中的一个辅助或平衡其它两个动力源中的任何一个的操作。因此,被操作地连接到EVT 18的发动机12和多个马达/发电机单元14、16的组合允许独立地控制和选择发动机和马达/发电机的速度和扭矩以便更有效率地给目标车辆10供电。
车辆10配备有车辆电池系统15,其可以包括例如多个电池单元,该多个电池单元被布置为被堆成多个牵引电池组21A和21B的电池模块。这些电池单元可以利用任何适当的电池技术,该电池技术包括例如铅-酸、镍-金属氢化物(NiMH)、锂-离子(“Li-离子”)、Li-离子聚合物、锌-空气、锂-空气、镍-镉(NiCad)、包括吸收玻璃垫(“AGM”)的阀控式铅-酸(“VRLA”)、镍-锌(NiZn)、熔盐(例如,Na-NiCl2电池)或者其任何组合。每个电池组或每个电池单元可以与一个或更多个传感器相关联以测量与每个组/单元相关联的一个或更多个电池特性(例如,电压、电流、温度、SOC、容量等)。车辆电池系统15被操作地连接到第一和第二马达/发电机单元14、16以将电流传输到这些MGU并从这些MGU接收电流。驻留车辆控制器23通信地连接到发动机12、牵引马达14、16、车辆电池系统15和变速器18以控制其操作。控制器、控制模块、模块、控制单元、处理器及其任何排列可以被限定为意味着如下各者中的一个或更多个的任何一个或各种组合:逻辑电路、专用集成电路(ASIC)、电子电路、中央处理单元(例如,微处理器)和相关的存储器和存储装置(例如只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动、有形等)、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置等,无论是驻留的、远程的还是这二者的组合。
车辆控制器23可以是集成电路(IG)硬件,其被编程为例如使用适当的信号调节和缓冲电路和其它部件来执行一个或更多个软件或者固件程序或例程,以提供所述功能。软件、固件、程序、指令、例程、代码、算法和类似术语可以被限定为意味着包括校准和查找表格的任何控制器可执行的指令集。控制器可以被设计成具有被执行以提供一个或更多个期望功能的一组控制例程。控制例程诸如通过中央处理单元被执行并且可操作成监控来自感测装置和其它网络化控制模块的输入,并且执行控制和诊断例程以控制装置和致动器的操作。例程可以在正在进行的车辆使用期间被实时地、连续地、系统地、偶发地和/或以规则的间隔(例如每100毫秒、3.125、6.25、12.5、25和100毫秒等)被执行。替代性地,在车辆10操作期间可以响应于事件的发生来执行例程。
当可选择性地操作成无级变速器时,图1的EVT 18包括多个齿轮系,诸如第一行星齿轮组(PGS)22、第二PGS 24和齿轮系44,并且有助于通过包含复合行星齿轮布置20而限定复合动力分配式混合动力传动系11架构。该复合行星齿轮布置20由被操作地连接到第二PGS 24的两个构件的第一PGS 22的两个构件构成。第一PGS 22由环形齿轮构件28、行星架构件30和中心齿轮构件32构成。一个或更多个行星齿轮29与环形齿轮28相互啮合并且被安装在行星架构件30上,同时中心齿轮构件32与行星齿轮29相互啮合并且与环形齿轮28同心地对准。在这点上,第二PGS 24包括环形齿轮构件34、行星架构件36和中心齿轮构件38。一个或更多个行星齿轮35与环形齿轮34相互啮合并且被安装在行星架构件36上,同时中心齿轮构件38与行星齿轮35相互啮合并且与环形齿轮34同心地对准。第二齿轮组24的架构件36与第一齿轮组22的中心齿轮构件32相互连接,以例如与其一致地旋转。第二齿轮组24的环形齿轮构件34与第一齿轮组22的架构件30相互连接,以例如与其一致地旋转。最后,第一齿轮组22的环形齿轮构件28被示出为与传动齿轮系44相互连接。EVT 18的接合点由可选择且固定的相互连接来代表,以致当可选择的扭矩传递装置C0、C1、C2、C3和C4单独地和以选择的组合接合和分离时,所得结构有效地生成多接合点杠杆。
如图1中所描绘地,发动机12和第一马达/发电机单元14或者至少其相应的扭矩传递输出轴可以被设置成用于公共的第一旋转轴线A1上的旋转。相反地,第二马达/发电机单元16或者至少其相应的扭矩传递输出轴可以被设置成用于第二旋转轴线A2上的旋转。根据所图示的示例,第一轴线A1基本上平行于第二轴线A2。图1的齿轮系44被配置成在对应接合点处将第二马达/发电机单元16操作地连接到复合行星齿轮布置20。齿轮系44可以被配置为或者单级或者双级平行轴齿轮组或者被配置为第三PGS。
发动机12、第一MGU 14和第二MGU 16经由输入构件布置被操作地连接到EVT 18,该输入构件布置在牵引动力源和复合行星齿轮布置20之间传递扭矩。作为非限制性示例,输入构件布置包括:发动机12的发动机输出轴,其用作发动机输入/输出构件46;第一MGU14的转子,其用作第一马达输入/输出构件48;以及第二MGU 16的转子,其用作第二马达输入/输出构件50。发动机输入/输出构件46将发动机扭矩提供到EVT 18,而马达输入/输出构件48、50将扭矩从其相应的马达/发电机单元14、16提供到EVT 18。被操作地连接到发动机12的输入/输出轴46的阻尼器组件64被配置成在由发动机12产生的扭转振动能够被传递到EVT 18的行星齿轮布置20之前吸收这样的振动。
可以期望第一马达输入构件48被连续地连接或者可选择性连接(例如,经由扭矩传递装置C-0)到中心齿轮构件38。第二马达输入构件50可以被连续地连接或者可选择性连接(例如,经由扭矩传递装置C-4)到齿轮系44。EVT 18还包括输出构件52,该输出构件52可以具有变速器输出轴的性质,该输出轴被连续地连接或者可选择性连接到第三接合点。输出构件52可操作成将扭矩从复合行星齿轮布置20传递到主减速器系统13/从主减速器系统13传递到复合行星齿轮布置20以用于启动和推进车辆10,该主减速器系统13在本文中由差速器17、驱动轮19和轮轴25代表。
ICE组件12操作成独立于牵引马达14和16来推进车辆10(例如以“仅发动机”操作模式),或者与马达14和16中的任一个或两个配合来推进车辆10(例如以“马达增强”和/或“马达启动”操作模式)。在图1中所描绘的示例中,ICE组件12可以是任何可用或之后开发的发动机,诸如二冲程或四冲程压缩点火柴油发动机或者四冲程火花点火汽油或柔性燃料(flex-fuel)发动机,其容易地适于通常以每分钟转数(RPM)提供其可用动力输出。虽然图1中没有明确描绘,不过应该理解,主减速器系统13可以呈现任何可用配置,包括前轮驱动(FWD)布局、后轮驱动(RWD)布局、四轮驱动(4WD)布局、全轮驱动(AWD)布局等。
接下转到图2,在此示出了车载可再充电能量存储系统(RESS)115,其适于存储被用于推进电驱动车辆(诸如图1的混合电动车辆10)的高电压电能。RESS 115可以是深循环、高安培容量电池系统,额定为近似200至800 VDC或更多,例如,这取决于期望车辆范围、总车辆重量和从RESS 115汲取电功率的各种电气装置的额定功率。为此,RESS 115可以包括多个高电压、可独立再充电的电池组121A和121B,其可选择性电连接到第一和第二牵引马达114和116。虽然为了说明简化起见在图2中仅示出了两个牵引电池组121A、121B,不过可以在RESS 115内使用任何数量的电池组。电池组121A、121B可以经由高电压母线160相对于彼此电并联连接。每个组121A、121B配备有相应的电池单元的堆162A、162B(该电池单元包括锂离子单元、锂聚合物单元或者任何其它可再充电的电化学单元,从而提供足够高的功率密度以及任何必需的传导电池支撑结构和电流调节硬件。虽然外观不同,不过图2的RESS115可以包括参考图1的车辆电池系统15在上文描述的任何选项和特征,并且反之亦然。
一对变速器功率逆变器模块(TPIM)164A和164B分别经由传输导体166A和166B被连接到牵引马达114、116以便将电能传递到MGU和传递来自MGU的电能。每个TPIM 164A、164B可以包括功率逆变器和相应的马达控制模块,该马达控制模块可操作成接收马达控制命令并由其控制变换器状态,从而提供马达驱动或者再生功能。每个功率逆变器可以包括绝缘栅双极晶体管(IGBT),其由开关构成,该开关将来自能量存储装置(电池组121A、121B)的直流电(DC)功率转换为交流电(AC)功率,以用于经由高频开关为电机114、116中的一个或两个供电。三相电机的每相通常存在一个IGBT。牵引电池组121A、121B均包括一组固态继电器或接触器168A和168B,其独立地响应于来自TPIM 164A、164B的信号以管理电力的交换。接触器/继电器168A、168B适于在电负载下闭合以便确保电功率至车辆的推进系统的瞬时或接近瞬时的输送,并且驱动任何数量的车内附件(在图2中由第一和第二HV附件170A和170B代表)。用于给车载电池组121A、121B再充电的车辆充电站172可以包括感应(“无线”)充电部件和/或电连接器(“插入”)部件,其使得用户能够将车辆10连接到可容易获得的AC或DC源(例如公用电网)/从可容易获得的AC或DC源断开车辆10。
现在参考图3的流程图,大体上以200描述了根据本公开的方面的用于平衡电驱动车辆的多个牵引电池组的改进方法或控制策略,该牵引电池组诸如是图1的电池组21A、21B或者图2的电池组121A、121B,该电驱动车辆诸如是图1的汽车10。图3中所图示并在以下进一步详细描述的操作中的一些或全部可以代表对应于处理器可执行指令的算法,该指令可以例如被存储在主要或辅助或远程存储器中,并且例如由车载或远程控制器、处理单元、控制逻辑电路或其它模块或装置或装置的网络来执行,以执行与所公开的构思相关联的上述或以下描述的功能中的任何一个或所有。应该意识到,所图示的操作框的执行的次序可以改变,可以添加附加的框,并且所描述的框中的一些可以被改变、组合或消除。
方法200在图3的终端框201开始,其使用用于可编程控制器或控制模块或类似适当处理器的处理器可执行指令来调用用于实时电池组平衡协议的初始化程序,该协议有助于最大化车辆电池系统中的每个牵引电池组的容量。这个例程可以在启用和停用车辆操作期间实时地、连续地、系统地、偶发地和/或以规则间隔被执行。作为又一选择,终端框201可以响应于来自用户的命令提示信号或者来自负责收集、分析、分类、存储和分配车辆数据的后端或中间件计算节点的广播提示信号而初始化。控制系统可以可操作成接收、处理和合成有关信息和输入,并执行控制逻辑和算法,以调节各种动力传动系部件以实现控制目标。在这点上,车辆控制器23可以被实施为由TPIM、变速器控制模块(TCM)、发动机控制模块(ECM)和具有集成混合控制模块(HCP)的电池组控制模块(BPCM)构成的分布式控制器架构,该集成混合控制模块(HCP)提供上述模块的分级控制和协调。
替代性地,初始化程序可以响应于车辆钥匙关断事件或者其它车辆校准事件来初始化。作为示例,终端框201可以包括驻留或远程车辆控制器,诸如图1的车辆控制器23,从而经由电子点火开关例如从车辆10的驾驶员接收钥匙关断命令信号,以将机动车辆置于钥匙关断状态。一旦接收到这样的信号,车辆控制器23就响应地发送命令信号以便关闭发动机12、使牵引马达14、16断电,并且电断开牵引电池组21A、21B。实际上,默认情况下,所有“非必要”车辆系统都会被关掉。然而,车辆控制器23没有被完全关停;而是车辆控制器23可以汲取最少量的电功率来运行任何“关键的”后端过程,例如维持车辆的警报系统、车身计算机控制、组平衡程序等。车辆乘客也可以启动“资讯娱乐模式”以在车辆10的剩余部分保持钥匙关断的同时给车辆远程信息处理单元或声音系统供电。
在车辆关闭之前、与车辆关闭同时或紧接在车辆关闭之后,存储器存储的指令可以经由车辆控制器23执行以初始化唤醒协议,在唤醒协议期间高速内部时钟被设定成对校准睡眠周期进行倒计时。作为钥匙关断车辆之后的另一选择,一个或更多个指定的电池组接触器可以预定时间周期内被定位在关闭状态中以用于组平衡,直到组电压差在校准电压差阈值以下。在钥匙接通状态中,两个相互连接的牵引电池组的电压能够例如由于重负载而是不同的。如果在钥匙关断之后相互连接的接触器保持闭合以保持两个组并联连接以实现组平衡而不是在钥匙关断之后将其立即断开,则可以是有益的。
在钥匙关断事件之后,混合电动车辆10(即驻留车辆控制器23)将周期性地“唤醒”以检查每个牵引电池组21A、21B的当前条件以查明组平衡是否可以有利于电池系统操作。在这点上,过程框203包括处理器可执行指令以例如经由控制器的内部高速时钟来跟踪在机动车辆被置于钥匙关断状态中之后校准睡眠周期何时已经流逝。一旦确定这个校准睡眠周期已到期,则车辆控制器23将例如经由终端控制加电命令唤起,或者将唤醒电池组控制模块(BPCM)或专用于监控电池系统状态的类似适当控制模块。唤醒方案将通常不包括起动发动机、给马达/发电机单元通电或者给电池系统加电。事实上,大多数车辆系统此时此刻将保持断电。
图3的方法200前进到决策框205,以确定在牵引电池组的对应电特性之间的特性差是否超过校准特性差阈值,以致电连接电池组将可能损坏或损害车辆电池系统。作为非限制性示例,车辆控制器23可以比较第一牵引电池组21A的(第一)实时电压和/或SOC与第二牵引电池组21B的(第二)实时电压和/或SOC,以查明其间的不同是否确实超过车辆校准电压和/或SOC差阈值。在该示例中,如果特性(SOC/电压)差超过校正特性差阈值(例如,大于6.0%至7.0%的差),则并联连接牵引电池组可以导致电接触器焊接关闭。该车辆校准最大差阈值可以不是单个值或者单个百分比,并且可以随车辆平台的不同而变化且随着电池组温度、SOC水平等变化。响应于在被比较的电特性之间的特性差超过校准特性差阈值(框205=是),则方法200可以前进到过程框207并且减小校准睡眠周期。可以例如基于SOC/电压超过校准值的程度、在SOC/电压超过校准之前多个睡眠周期是否已经到期、组温度、SOC水平等来确定校准睡眠周期是否减小以及减小多少。
继续参考图3,如在过程框209处表明,方法200可以通过查明在该具体时间是否需要组平衡而响应于测量特性差没有超过校准特性差阈值(框205=否)的判定。例如,图1的驻留车辆控制器23可以独立地或与图2的TPIM 164A、164B配合地确定第一和第二牵引电池组21A、21B的剩余电池组容量(例如,以安培小时(A∙h)为单位进行测量)之间的容量差是否大于校准容量差阈值(例如,大约25-40 mAh)。用于确定是否需要电池组平衡的另一选择可以包括确定系统中的所有电池组是否具有相同或近似相同的SOC。确立需要组平衡的任何其它适当手段被认为在本公开的范围和精神内。如果确定在电池组之间的容量/SOC差不超过对应的系统校准差阈值(框209=否),在此时可以不需要电池组平衡。因此,方法200前进到可选过程框211,并且增加校准睡眠周期,该校准睡眠周期例如被存储在车辆计算系统的可编程高速缓冲存储器或者其它随机存取存储器(RAM)中。例如,可以基于SOC/电压下降到校准值以下的程度、多个睡眠周期是否已经到期、组温度、SOC水平等来确定校准睡眠周期是否增加以及增加多少。
在决策框213处,图3的方法200可以提供处理器可执行代码以确定负责的车辆控制器/模块是否正被过于频繁地唤醒以执行组平衡协议或者用于执行组平衡的时间周期是否已经变得过度地长以致可能需要补救动作。根据所图示的示例,车辆控制器23查明:(1)存储器存储的校准睡眠周期是否小于组校准睡眠最小值;或者(2)存储器存储的组平衡时间是否大于组校准平衡最大值。一旦确定校准睡眠周期大于组校准睡眠最小值且组平衡时间小于组校准平衡最大值二者(框213=否),则方法200前进到过程框215,在此处车辆控制器23执行补充指令以用于使包括先前被唤醒的硬件的机动车辆10置回睡眠。在车辆10已经睡眠之后,方法200可以返回到过程框203并且通过随后的过程和操作而循环返回。另一方面,如果对于前述任一询问返回肯定的判定(框213=是),则方法200可以转变到终端框217、向机动车辆的驾驶员或其他乘客发送维护请求信号,并且(可选地)暂时终止电池组平衡协议。这个维护请求的形式可以是维修电池系统(SERVICE BATTERY SYSTEM)电子邮件、SMS测试消息、自动电话呼叫和/或经由数字仪表盘(“数字仪表板”)显示器或中央控制台远程信息处理单元显示的警告。
一旦确定需要组平衡(框209=否),或者在断定特性差超过对应阈值(框205=是)且存储器存储的校准睡眠周期被调整(框207)之后,方法200可以继续到过程框219以执行被设计成使电池系统平衡的校正措施。在任何此类改进之前,方法200可以首先确定在发生预测驱动事件之前是否存在足够的时间以完成组平衡程序。根据所图示的示例,图1的车辆控制器23可以估计、计算、测量和/或从存储器检索(统称为“确定”)用于将电池组容量/SOC之间的任何现存差减小到系统校准容量/SOC差阈值以下的组平衡时间。车辆控制器23可以同时查明多个预测驱动事件中的任何一个是否预期在确定的组平衡时间到期之前发生。之前的判定可以被包含到决策框205和209中的任一者或两者中。响应于预测驱动事件预期在组平衡能够完成之前发生的判定,方法200可以前进到终端框217并暂时终止。在这种情况下,电池组平衡可以在车辆10不在使用中的下一可用时间以及在预测驱动事件预期发生之前自动开始。相反地,如果电池系统失衡已经达到临界状态,则组平衡可以自动开始并且车辆使用可以被暂时中止。第三选择可以包括提示驾驶员批准预期与预测驱动事件冲突的组平衡程序。第四选择可以包括修改睡眠周期和平衡校准以确保在发生预测驱动事件之前存在足够的时间来完成组平衡。
一旦确定没有预测驱动事件预期在组平衡时间到期之前发生,则组平衡程序被实施以将任何现存容量/SOC差减小到系统校准容量/SCO差阈值以下。过程框219例如可以包括:(1)将一个或更多个HV附件负载逐渐供电到较高/最高容量/SOC组;和/或(2)逐渐充电到较低/最低容量/SOC组(如果车辆充电可用)。例如,如果第一牵引电池组121A具有比第二牵引电池组121B更高的容量/SOC,第一TPIM 164A可以发出将HV附件170A施加到第一牵引电池组121A的命令信号。类似地,如果第二牵引电池组121B具有较高/最高容量,则TPIM164B可以将HV附件170B施加到第二牵引电池组121B。高电压车辆附件可以包括作为一些非限制性示例的供电液压油泵、热交换器、用于车辆空调系统的压缩机等。一旦电池组121A、121B达到平衡,则可以中断HV附件负载的施加。
作为另一选择,过程框219也可以或者替代性地包括向具有较低或最低容量/SOC的牵引电池组施加再充电电流。在开始任何此类充电事件之前,车辆控制器23可以首先确定车辆电池系统15中的哪个电池组21A、21B具有较低组容量/SOC。与该询问同时地,车辆控制器23可以确定机动车辆10是否被有线或无线地连接到电动车辆充电站(EVCS),例如图2的充电站172。在确认机动车辆10实际上连接或者可连接到充电动力源之后,组平衡命令信号可以由车辆控制器23或者相应的BPCM发送,这将开始充电电流向具有较低/最低容量/SOC的牵引电池组的传送。再次,一旦电池组121A、121B达到平衡,则可以中断充电电流的施加。
在决策框221处,图3的方法200确定对应电特性(例如,组电压或者SOC)之间的特性差现在是否在上文讨论的系统校准特性差阈值以下。如果不是(框221=否),则方法200可以循环返回并且重复在过程框219中阐述的操作中的一个或更多个。特性差已经充分地减小到电特性差阈值以下的值的判定(框221=是)表明组能够彼此并联电连接而不损坏或损害车辆电池系统。图1的车辆电池系统15或者图2的RESS 115可以响应地将组平衡命令信号发送到例如母线160和继电器/接触器168A、168B,以并联地电连接系统的电池组,如在过程框223处所表明地。也可以设想,过程框223可以包含上文提出的任何组平衡程序,包括那些关于过程框219所讨论的。一旦完成过程框223的组平衡操作,则预期车辆的车载牵引电池组应该达到平衡。
决策框225呈现了存储器存储的处理器可执行指令以针对系统的电池组中的每一个而测量当前组状态,以由此确定是否仍需要进一步的组平衡。如果是(框225=是),则方法200可以循环返回到过程框219或者过程框223。一旦确认当前不需要附加的组平衡(框225=否),则牵引电池组在过程框227处从彼此电断开,并且方法200或者执行决策框213的判定或者前进到终端框217。
在一些实施例中本公开的方面可以通过指令的计算机可执行程序(诸如程序模块)来实施,该程序大体上被称为由在本文中描述的控制器或控制器变型中的任何一个来执行的软件应用或者应用程序。在非限制性示例中,软件可以包括执行特定任务或实施特定数据类型的例程、程序、对象、组件和数据结构。软件可以形成界面以允许计算机根据输入源而反应。软件也可以与其它代码段配合以响应于结合接收到的数据源所接收的数据而初始化各种任务。软件可以被存储在各种存储器介质中的任何一种上,诸如CD-ROM、磁盘、磁泡存储器(bubble memory)和半导体存储器(例如,各种类型的RAM或ROM)。
本公开的方面可以用各种计算机系统和计算机网络配置来实践,包括多处理器系统、基于微处理器的或可编程消费电子器件、小型计算机、大型计算机等。此外,本公开的方面可以在分布式计算环境中实践,其中任务由通过通信网络链接的驻留和远程处理装置执行。在分布式计算环境中,程序模块可以位于本地和远程计算机存储介质(包括存储器存储装置)二者中。因此,本公开的方面可以结合各种硬件、软件或其组合而在计算机系统或者其它处理系统中实施。
在本文中描述的任何方法可以包括用于由以下各者执行的机器可读指令:(a)处理器、(b)控制器和/或(c)任何其它适当的处理装置。在本文中公开的任何算法、软件、控制逻辑、协议或方法可以被实施为存储在有形介质上的软件,该有形介质诸如例如为闪存、CD-ROM、软盘、硬盘驱动器、数字多功能光盘(DVD)或其它存储装置。整个算法、控制逻辑、协议或方法和/或其部分可以替代性地由除控制器以外的装置来执行且/或以可用方式实施在固件或专用硬件中(例如,由专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置(PLD)、现场可编程逻辑装置(FPLD)、离散逻辑等实施)。此外,尽管参考在本文中描绘的流程图描述了具体算法,但是可以替代性地使用用于实施示例机器可读指令的许多其它方法。
已经参考所图示的实施例详细地描述了本公开的方面;然而,本领域技术人员将意识到,在不脱离本公开的范围的情况下,可以对其进行许多修改。本公开不限于在本文中公开的精确构造和组成;由上述描述显然的任何和所有修改、改变和变型都在由所附权利要求所限定的本公开的范围内。而且,本构思明确地包括之前的元件和特征的任何和所有组合和子组合。

Claims (10)

1.一种用于控制机动车辆的操作的方法,所述机动车辆包括多个轮、可操作成驱动所述轮中的至少一个以由此推进所述机动车辆的电机、可操作成给所述电机供电的第一牵引电池组和第二牵引电池组以及控制所述电机和电池组的车辆控制器,所述方法包括:
经由所述车辆控制器接收钥匙关断命令信号以将所述机动车辆置于钥匙关断状态中;
经由所述车辆控制器确定所述第一牵引电池组的第一电特性和所述第二牵引电池组的第二电特性之间的特性差是否大于校准特性差阈值;
经由所述车辆控制器确定所述第一牵引电池组的第一电池组容量和所述第二牵引电池组的第二电池组容量之间的容量差是否大于校准容量差阈值;以及
响应于所述特性差不大于所述校准特性差阈值并且所述容量差大于所述校准容量差阈值,给所述车辆控制器通电并且经由所述车辆控制器发送导致所述容量差减小到所述校准容量差阈值以下的组平衡命令信号。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述组平衡命令信号:导致附件负载被施加到所述第一牵引电池组或所述第二牵引电池组;导致再充电电流被施加到所述第一牵引电池组或所述第二牵引电池组;以及/或者导致所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组并联电连接。
3.根据权利要求2所述的方法,还包括:确定所述第一牵引电池组的第一组电压和所述第二牵引电池组的第二组电压之间的电压差是否小于校准电压阈值,其中,响应于所述电压差小于所述校准电压阈值,所述组平衡命令信号导致所述第一牵引电池组和所述第二牵引电池组并联电连接。
4.根据权利要求2所述的方法,还包括:确定所述第一电池组容量是否大于所述第二电池组容量,其中,响应于所述第一电池组容量大于所述第二电池组容量,所述组平衡命令信号导致所述附件负载被施加到所述第一牵引电池组。
5. 根据权利要求2所述的方法,还包括:
确定所述第一电池组容量是否大于所述第二电池组容量;以及
确定所述机动车辆是否被操作地连接到电动车辆充电站(EVCS),
其中,响应于所述第一电池组容量大于所述第二电池组容量并且所述机动车辆被操作地连接到所述EVCS,所述组平衡命令信号导致所述再充电电流被施加到所述第二牵引电池组。
6. 根据权利要求1所述的方法,还包括:
经由所述车辆控制器的高速内部时钟来确定自从所述机动车辆被置于所述钥匙关断状态中之后校准睡眠周期是否已经流逝;以及
响应于所述校准睡眠周期已经流逝,暂时唤醒所述车辆控制器以确定所述特性差是否大于所述校准特性差阈值以及所述容量差是否大于所述校准容量差阈值。
7.根据权利要求6所述的方法,还包括:响应于所述特性差不大于所述校准特性差阈值并且所述容量差不大于所述校准容量差阈值,增加所述校准睡眠周期。
8.根据权利要求6所述的方法,还包括:响应于所述第一电特性和所述第二电特性之间的所述特性差大于所述校准特性差阈值,减小所述校准睡眠周期。
9. 根据权利要求8所述的方法,还包括:
确定减小的校准睡眠周期是否小于组校准睡眠最小值;以及
响应于所述减小的睡眠周期小于组校准睡眠最小值,将维护请求信号发送给所述机动车辆的驾驶员。
10.根据权利要求1所述的方法,还包括:
确定组平衡时间以将所述第一电池组容量和所述第二电池组容量之间的所述容量差减小到所述校准容量差阈值以下;
确定多个预测驱动事件中的任何一个是否预期在所述组平衡时间到期之前发生;以及
响应于所述预测驱动事件中的一个预期在所述组平衡时间到期之前发生的判定,充分减小校准睡眠周期以确保能够在所述预测驱动事件之前完成组平衡。
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